基于标准化分析的铸坯内部质量分析模型的研究

论文摘要

铸坯是冶金过程中的重要产品,高质量的铸坯是冶金企业所共同追求的目标。在实际生产过程中,由于生产工艺参数的不当执行,产品常常出现质量缺陷。由于现场实际状况各不相同,导致生产工艺参数的执行很难有统一的标准,而不符合现场情况的生产工艺参数是产生产品质量缺陷的主要原因。实际生产中需要制定一种最适应现场生产实际的工艺标准来指导生产才能减少产品质量缺陷产生,同时对产品质量的分析也应建立在对工艺进行标准化分析的基础上。针对这种情况本文建立了基于工艺标准化分析的铸坯内部质量模型。利用标准化分析模块对连铸生产工艺参数进行标准化分析和调整,并在标准化分析基础上对产品进行质量分析。本文主要工作内容如下：（1）分析铸坯内部质量缺陷的形成原因,建立铸坯内部质量分析模型。从钢水成分和连铸工艺两方面出发,利用临界应变理论建立了炼钢到连铸阶段的铸坯内部裂纹故障树。通过故障树分析软件的定性分析得到从炼钢到连铸过程的影响铸坯内部质量的基本因素的26个最小割集。（2）使用统计过程控制方法对连铸工艺参数进行标准化分析和调整。利用标准化分析模块对某钢厂2006年7月的3万组连铸工艺参数数据进行标准化分析。使用统计过程控制（SPC）方法中的Xbar-R图确定连铸过程7个工艺参数的标准限,并绘制出每个工艺参数的执行曲线。对非受控工艺参数进行记录,分别求出每个工艺参数的故障率。利用确定的工艺参数标准限对该厂7月连铸过程中炉次为267炉的连铸过程进行工艺参数的标准化调整,经过连续的6次调整将基本将非受控的工艺参数调整至标准限内。（3）对连铸工艺参数间的权重关系进行研究,并在标准化分析的基础上对该钢厂铸坯的内部质量状况进行分析。选择了三种客观赋权法对各工艺参数的权重关系进行计算,通过定量计算结果比较选定复相关系数法对工艺参数进行赋权操作。将参数权重结合标准化分析后的工艺参数故障率利用铸坯内部质量分析模型进行定量分析得到内部裂纹发生概率为22.57%。与实际低倍检测结果20.62%相比仅差1.95%,验证了本文所建内部质量分析模型的准确性。与标准化分析前定量计算所得内部裂纹概率23.45%进行对比,验证了对工艺参数标准化分析之后铸坯内部质量分析模型更具准确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究课题的提出
• 1.2 目前质量检测系统的发展现状
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 本课题的研究内容
• 第2章 铸坯内部质量缺陷的成因分析
• 2.1 铸坯内部质量缺陷概述
• 2.1.1 铸坯内部质量缺陷定义
• 2.1.2 铸坯内部质量缺陷形成机理
• 2.2 钢水成分对铸坯内部质量缺陷的影响
• 2.3 连铸过程对铸坯内部质量缺陷的影响
• 2.3.1 连铸工艺的影响分析
• 2.3.2 连铸机设备状况的影响分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 铸坯内部质量分析模型的建立与分析
• 3.1 故障树分析法
• 3.2 炼钢-连铸过程铸坯质量缺陷故障树的建立
• 3.2.1 故障树建立的理论依据
• 3.2.2 基于临界应变理论的内部裂纹故障树的建立
• 3.3 FTA软件平台介绍
• 3.3.1 FTA软件设计框架
• 3.3.2 故障树功能模块
• 3.4 内部裂纹故障树的分析
• 3.4.1 内部裂纹故障树定性分析
• 3.4.2 结果分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 连铸过程工艺参数标准化分析
• 4.1 连铸工艺参数标准化概述
• 4.1.1 工艺标准化定义
• 4.1.2 连铸工艺参数标准化对铸坯质量的影响
• 4.2 标准化分析中工艺参数标准限的确定
• 4.2.1 传统工艺参数标准限的确定
• 4.2.2 统计过程控制（SPC）简介
• 4.2.3 基于SPC的连铸工艺参数标准限确定
• 4.3 连铸工艺标准化分析模块的建立
• 4.3.1 VC++与数据库连接的实现
• 4.3.2 工艺参数选择和修改
• 4.3.3 工艺参数执行曲线的绘制
• 4.3.4 监控记录及工艺故障率计算功能实现
• 4.3.5 工艺参数标准化调整
• 4.4 标准化分析模型验证
• 4.4.1 基于改进SPC算法的连铸工艺标准化分析
• 4.4.2 连铸过程的标准化工艺调整
• 4.4.3 结果分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于标准化分析的铸坯内部质量分析模型验证
• 5.1 故障树底事件加权概率的计算
• 5.2 连铸工艺参数权重分析
• 5.2.1 加权方法的选取
• 5.2.2 连铸工艺参数加权方法的选择
• 5.3 加入权重因素的连铸内部裂纹分析
• 5.4 结果分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 本文结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢